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煤化工干熄焦

1.干熄焦简介

所谓干熄焦,是相对湿熄焦而言的,是指采纳惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方式。

在干熄焦进程中,红焦从干熄炉顶部装入,低温惰性气体由循环风机鼓人干熄炉冷却段红焦层内,吸收红焦显热,冷却后的焦炭从干熄炉底部排出,从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦锅炉进行热互换,锅炉产生蒸汽,冷却后的惰性气体由循环风机从头鼓入干熄炉,惰性气体在封锁的系统内循环利用。

干熄焦在节能、环保和改善焦炭质量等方面优于湿熄焦。

2.干熄焦历史

干熄焦起源于瑞士,20世纪40年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术,采取的方式各异,而且一样规模较小,生产不稳固。

进人60年代,前苏联在干熄焦技术方面取得了冲破进展,实现了持续稳固生产,取得专利发明权,并陆续在其国内多数大型焦化厂建成干熄焦装置。

到目前为止,前苏联有40%的焦化厂采纳了干熄焦技术,单套处置量在50~70t/h。

但前苏联干熄焦装置在自动操纵和环保方法方面起点并非高。

20世纪70年代的全世界能源危机促使干熄焦技术取得了长足进展。

资源相对贫乏的日本,率先从苏联引进了干熄焦技术,并在装置的大型化、自动操纵和环境爱惜方面进行改良。

到90年代中期,日本已建成干熄焦装置31套,其中单套处置能力在100t/h以上的装置有17套,日本新日铁和NKK等公司建成的干熄焦单套处置量可达到200t/h以上;装焦方式采纳了料钟布料,排焦采纳了旋转密封阀持续排焦,接焦采纳了旋转焦罐接焦等技术,使气料比大大降低,极大地降低了干熄焦装置的建设投资和装置的运行费用;在操纵方面实现了运算机操纵,做到了全自动无人操作;在除尘方面,采纳了除尘地面站方式,幸免了干熄焦装置可能带来的二次污染。

日本的干熄焦技术不仅在其国内被普遍采纳,同时它将干熄焦技术输出到德国、中国、韩国等国家,其干熄焦技术已达到国际领先水平。

20世纪80年代,德国又发明了水冷壁式干熄焦装置,使气体循环系统加倍优化,并降低了运行本钱。

德国蒂森斯蒂尔奥托(TSOA)公司成功地将水冷栅和水冷壁置入干熄炉,并将干熄炉断面由圆形改成方形,同时在排焦和干熄炉供气方式上进行了较大改良,干熄炉内焦炭下降及气流上升,实现了均匀散布,大大提高了换热效率,使气料比降到了1000m3/t焦以下,进一步降低了干熄焦装置的运行费用。

TSOA干熄焦技术在德国取得推行,同时该技术还输出到韩国和中国的台北。

干熄焦工艺进展至今,尽管显现了不同的形式,但大体工艺流程大同小异,只是在装焦、排焦、循环气体除尘等方面有所区别。

具有代表性的有德国TSOA公司设计的干熄焦工艺和日本新日铁设计的干熄焦工艺,这两种典型的干熄焦工艺在消化吸收前苏联干熄焦成熟技术的基础上都有所创新,形成各自的特点,并使干熄焦技术及其应用达到了较先进的水平。

中国的鞍山焦耐院和首钢设计院,和武钢、宝钢、首钢在吸收消化日本干熄焦技术方面做了一些有利的工作,并积存了较为丰硕的体会。

目前,全世界正在用于生产的干熄焦装置约130套。

3.从工艺角度看干熄焦优势和湿熄焦的不足

湿熄焦的特点

煤在炭化室炼成焦炭后,应及时从炭化室推出,红焦推出时温度约为1000℃。

为幸免焦炭燃烧并适于运输和贮存,不能直接送往高炉炼铁,必需将红焦温度降低。

一种熄焦方式是采纳喷水将红焦温度降低到300℃以下,即通常所说的湿熄焦。

传统湿熄焦系统由带喷淋水装置的熄焦塔、熄焦泵房、熄焦水沉淀池和各类配管组成,熄焦产生的蒸汽直接排放到大气中。

传统湿熄焦的优势是工艺较简单,装置占地面积小,基建投资较少,生产操作较方便。

但湿熄焦的缺点也超级明显,其一,湿熄焦浪费红焦大量显热,每炼1t焦炭消耗热量约为3.15~3.36GJ,其中湿熄焦浪费的热量为1.49GJ,约占总消耗热量的45%;其二,湿熄焦时红焦急剧冷却会使焦炭裂纹增多,焦炭质量降低,焦炭水分波动较大,无益于高炉炼铁生产;其三,湿熄焦产生的蒸汽夹带残留在焦炭内的酚、氰、硫化物等侵蚀性介质,侵蚀周围物体,造成周围大面积空气污染,而且随着熄焦水循环次数的增加,这种侵蚀和污染会愈来愈严峻;其四,湿熄焦产生的蒸汽夹带着大量的粉尘,通常达200~400g/t,既污染环境,又是一种浪费。

3.1.1工艺流程图

 

湿法熄焦工艺流程

为解决湿熄焦存在的问题,各国焦化工作者进行了不懈的尽力,对湿熄焦装置及湿熄焦工艺不断进行改良,改良的湿熄焦工艺要紧有两种。

(一)低水分熄焦

低水分熄焦系统要紧由工艺管道、水泵、高位水槽、一点定位熄焦车和操纵系统等组成。

在低水分熄焦进程中,通过专门设计的喷头和不同的水压往一点定位熄焦车内喷水使红焦熄灭。

水流通过焦炭固体层后,再通过专门设计的凹槽或孔流出,足够大的水压使水流迅速通过焦炭层,达到熄焦车的底板,并快速流出熄焦车。

当高压水流通过焦炭层时,短时间内产生大量的蒸汽,刹时充满了整个焦炭层的上部和下部,使焦炭窒息。

低水分熄焦工艺在熄焦初期的10~20s内利用低压水,在熄焦后期的50~80s内采纳高压水来代替传统湿熄焦的喷淋式分派水流。

熄焦水源由高位水槽提供,高位水槽出来的熄焦水由一台小型的PLC机操纵气动阀门的开度自动操纵其水压和流量。

低水分熄焦工艺可节约熄焦用水30%~40%;同时还能够降低并稳固焦炭水分,从而有利于稳固高炉的生产;另外,还能够降低熄焦进程中随蒸汽带走的粉尘排放量,传统湿熄焦粉尘排放量为200~400g/t,而低水分熄焦粉尘排放量可降为50g/t左右。

(二)压力蒸汽熄焦

压力蒸汽熄焦系统要紧由工艺管道、水泵、熄焦槽、旋风分离器、余热锅炉和操纵系统等组成。

在压力蒸汽熄焦进程中,红焦由炭化室推入下部具有栅板的熄焦槽内,装满红焦的熄焦槽盖好后移至熄焦站,然后有操纵地通入熄焦水,水从熄焦槽上部的盖子处通入,水压和水量由1台小型的PI£操纵。

水与红焦接触产生的蒸汽强制向下流动而穿过焦炭层,使焦炭进一步冷却,同时所夹带的水滴进一步气化。

采纳压力蒸汽熄焦可取得压力为的水蒸气和必然数量的水煤气,该气体由熄焦槽下部引出,经旋风分离器除去所夹带的焦粉后,可送至余热锅炉回收热量并分离出水煤气。

上述两种改良后的湿熄焦工艺,尽管在某些方面减缓了传统湿熄焦的不足,但还不能从全然上解决能源浪费、环境污染和焦炭质量差等方面的问题。

干熄焦的工艺流程

干熄焦要紧由干熄炉、装入装置、排焦装置、提升机、电机车及焦罐台车、焦罐、一次除尘器、二次除尘器、干熄焦锅炉单元、循环风机、除尘地面站、水处置单位、自动操纵部份、发电部份等组成。

依照设计的不同,干熄焦系统包括的要紧设备也不尽相同,比如德国1mA设计的干熄焦就没有一次除尘器,其进锅炉的循环气体中粗颗粒焦粉的去除由于熄炉本体完成;有的干熄焦直接采纳外供除盐水,因此省略了干熄焦除盐水生产这一环节,只是对外供除盐水进行除氧处置即可;有的干熄焦没有设计发电装置,锅炉产生的蒸汽经减温减压后直接并网利用。

从炭化室推出的红焦由焦罐台车上的圆形旋转焦罐(有的干熄焦设计为方形焦罐)同意,焦罐台车由电机车牵引至干熄焦提升井架底部,由提升机将焦罐提升至提升井架顶部;提升机挂着焦罐向干熄炉中心平移的进程中,与装入装置连为一体的炉盖由电动缸自动打开,装焦漏斗自动放到干熄炉上部;提升机放下的焦罐由装入装置的焦罐台同意,在提升机下降的进程中,焦罐底闸门自动打开,开始装入红焦;红焦装完后,提升机自动提起,将焦罐送往提升井架底部的空焦罐台车上,在此期间装入装置自动运行将炉盖关闭。

装入干熄炉的红焦,在预存段预存一段时刻后,随着排焦的进行慢慢下降到冷却段,在冷却段通过与循环气体进行热互换而冷却,再经振动给料器、旋转密封阀、溜槽排出,然后由专用皮带运输机运出。

为便于运焦皮带系统的检修,和减小因皮带检修给干熄焦生产带来的阻碍,皮带运输机一样设计有两套,一开一备。

冷却焦炭的循环气体,在干熄炉冷却段与红焦进行热互换后温度升高,并经环形烟道排出干熄炉;高温循环气体通过一次除尘器分离粗颗粒焦粉后进入干熄焦锅炉进行热互换,锅炉产生蒸汽,温度降至约160℃的低温循环气体由锅炉出来,通过二次除尘器进一步分离细颗粒焦粉后,由循环风机送入给水预热器冷却至约130℃,再进入干熄炉循环利用。

由于气体循环系统负压段会漏进少量空气,O2通过红焦层就会与焦炭反映,生成CO,CO2在焦炭层高温区又会还原成CO,随着循环次数的增多,循环气体里CO浓度愈来愈高。

另外,焦炭残余挥发分始终在析出,焦炭热解生成的H2、CO、CH4等也都是易燃易爆成份,因此在干熄焦运行中,要操纵循环气体中可燃成份浓度在爆炸极限以下。

一样有两种方法能够进行操纵,其一,持续地往气体循环系统内补充适量的工业N2,对循环气体中的可燃成份进行稀释,再放散掉相应量的循环气体;其二,持续往升温至900~960℃引出的循环气体中通入适量空气来燃烧掉增加的可燃成份,经锅炉冷却后再放散掉相应量的循环气体。

这两种方式都可由安装在循环气体管道上的自动在线气体分析仪所测量的循环气体中CO的浓度来反馈调剂。

后一种方式更经济便利,武钢7号、8号焦炉干熄焦即采纳此方式。

3.2.1工艺流程图

 

干法熄焦工艺流程

通过工艺流程,能够看出干熄焦有以下优势:

(一)焦炉出焦时的粉尘污染易于操纵,能够利用红焦显热

焦炭质量明显提高,从炭化室推出的焦炭,温度为1000℃左右,湿熄焦时红焦因为喷水急剧冷却,焦炭内部结构中产生专门大的热应力,网状裂纹较多,气孔率很高,因此其转鼓强度较低,且容易碎裂成小块;干熄焦进程中焦炭缓慢冷却,降低了内部热应力,网状裂纹减少,气孔率低,因此其转鼓强度提高,真密度也增大。

干熄焦进程中焦炭在干熄炉内从上往下流动时,增加了焦块之间的彼此摩擦和碰撞次数,大块焦炭的裂纹提早开裂,强度较低的焦块提早脱落,焦块的棱角提早磨蚀,这就使冶金焦的机械稳固性改善了,而且块度在70mm以上的大块焦减少,而25~75mm的中块焦相应增多,也确实是焦炭块度的均匀性提高了,这关于高炉也是有利的。

前苏联对干熄焦与湿熄焦焦炭质量做过另外的对如实验,将结焦时刻缩短lh后的焦炭进行干熄焦,其焦炭质量比按原结焦时刻而进行湿熄焦的焦炭质量还要略好一些。

干熄焦红焦热量的利用,国外曾经实验过回收热水、回收热风等流程,还有将干熄焦热用于煤预热的实验,但都未在工业上推行应用。

目前在技术上成熟的是生产过热蒸汽并加以利用,该法使干熄焦的蒸汽产量能知足整个焦化厂自用蒸汽量。

至于是不是进一步利用蒸汽发电,要紧依照其蒸汽生产规模及蒸汽压力而定。

干熄焦的产能指标,因干熄焦工艺设计的不同有专门大的不同。

不同的操纵循环气体中H2、CO等可燃成份浓度的工艺,对干熄焦锅炉的蒸汽发生量阻碍专门大,采纳导人空气燃烧法比采纳导入N2稀释法,其干熄焦锅炉的蒸汽发生量要大。

另外,干熄焦锅炉设计的形式和品级的不同、循环风机调速形式不同,和是不是采纳给水预热器等因素对干熄焦系统的能源回收都有阻碍。

同湿熄焦相较,干熄焦可回收利用红焦约83%的显热,每干熄1t焦炭回收的热量约为GJ。

而湿熄焦没有任何能源回收利用。

武钢7号、8号焦炉干熄焦采用导入空气燃烧的方式操纵循环气体中H2、CO等可燃成份的浓度,循环风机采纳变频调速,设计有给水预热器以进一步吸收进干熄炉循环气体的热量,干熄焦锅炉设计品级(蒸汽压力、温度)为、450℃。

每干熄1t焦炭可产生压力为,温度为450℃的蒸汽约。

 

(二)降低有害物质的排放,爱惜环境

湿熄焦产生大量的酚、氰化合物和硫化合物等有害物质,随熄焦产生的蒸汽自由排放,严峻侵蚀周围设备并污染大气;干熄焦采纳惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却,能够免去对周围设备的侵蚀和对大气的污染。

另外由于采纳焦罐定位接焦,焦炉出焦的粉尘污染也更易于操纵。

干熄炉炉顶装焦及炉底排、运焦产生的粉尘和循环风机后放散的气体、干熄炉预存段放散的少量气体经除尘地面站净化后,以含尘量小于100nag/l对空排放。

几种典型干熄焦的特点

3.3.1德国TSOA公司设计的干熄焦技术特点如下:

(1)干熄炉设计为方型;

(2)干熄炉和锅炉之间不设一次除尘器;

(3)循环风机采纳变频调速;

(4)采纳分格摆动式排焦,以保证焦炭排出温度均匀。

 TSOA公司设计的方型干熄炉在预存段和冷却段之间收口至原截面的25%,预存段支撑在钢结构上,这与圆形干熄炉有着显著的区别。

由于预存段与冷却段之间存在收口,冷却段内焦炭呈锥状,空出专门大的空间,循环气体在此处速度大大降低,大颗粒的焦粒都沉降在于熄炉内。

据TSOA公司介绍,出干熄炉的循环气体带出的最大焦粒为~1mm,这也是TSOA公司设计的干熄焦取消干熄炉与锅炉之间的一次除尘器的一个重要缘故。

方型干熄炉下部份12格,设有12个液压驱动的摆动式排焦结构,用于分格排出冷却的焦炭,而且设有热电偶监测焦炭温度,哪一格温度降到许诺排焦值,哪一格摆动式排焦机构挡板就打开,以保证排焦温度的均匀性。

TSOA公司在干熄炉冷却段上段设置冷却壁。

红焦在干熄炉内不仅被循环冷却气体冷却,还有30%的热量被冷却壁内冷水吸收,事实上冷却壁可看做是锅炉的一部份。

采纳冷却壁的优势是能够降低循环冷却气体量,大约降低20%,降低循环风机电耗,从而降低操作本钱;缺点是增加了较大的保护量,操纵不行冷却壁管内的水会漏人干熄炉,会造成对干熄焦装置较大的危害,乃至造成事故。

固然,TSOA公司设计的干熄炉也能够不设置冷却壁。

3.3.2日本新日铁设计的干熄焦技术特点如下:

(1)干熄炉设计为圆形;

(2)装入装置带有料钟;

(3)采纳旋转密封阀持续排焦;

(4)完全燃烧循环气体中的CO;

(5)循环风机不调速;

(6)采纳旋转焦罐接焦。

带有料钟的装入装置有利于红焦在干熄炉内的均匀散布,有利于焦炭的均匀冷却,同时也能够降低循环风量,降低循环风机的电耗;排焦装置采纳旋转密封阀取代原间歇式的排焦装置,可降低干熄焦系统的高度约4m,从而降低建设本钱,另外还能够真正实现持续排焦。

新日铁设计的干熄焦采纳完全燃烧循环气体中的H2和CO的方式,多余的循环气体可直接排放。

据新日铁介绍,不完全燃烧焦炭烧损率为6~7kg/t,完全燃烧焦炭烧损率为9.9kg/t,但从理论上分析,关于烧损的焦炭,粒径为20mm以上的占20%,粒径为20mm以下的占80%,因此事实上大部份是粉焦。

新日铁在广烟的3号、4号焦炉干熄焦的测定说明,烧损的焦炭粒径在25mm以下的占82.1%;当烧损的焦炭占装焦总量的1%时,大块焦炭表面烧损的深度只有22mm。

在循环气体管道进干熄炉之前到环形烟道出口之间有一旁路,要紧起降低进入锅炉循环气体温度的作用,避免因循环气体温度太高,对锅炉造成不良阻碍,但此旁路并非是常开。

新日铁以为循环风机不需要调速,只要保证停止供焦时刻不超过预存段设计时刻,循环风机转速就可不调,因此循环风机风量只设计有翻板来进行粗调。

新日铁以为一次除尘器不需要设置挡墙,这与新日铁设计干熄焦采纳完全燃烧有关;另外,新日铁以为一次除尘器不设挡墙,大于1mm的颗粒因为自身重力也能够沉降下来,而对锅炉而言,大于1mm的颗粒才会对其造成不良的阻碍。

没有挡墙的一次除尘器,料仓能够小许多,可降低建设本钱,另外维修也更方便。

可是,新日铁设计的绝大部份干熄焦一次除尘器都带有挡墙。

3.3.3武钢7号、8号焦炉干熄焦的技术特点

武钢7号、8号焦炉于熄焦工艺采纳日本新日铁的技术,但在某些方面做了改良,代表了目前较先进的水平,其技术特点如下:

(1)干熄炉设计为圆形;

(2)采纳圆形旋转焦罐,有利于均匀接焦;

(3)装入装置带有先进的“十”字形料钟,有利于均匀装焦并爱惜干熄炉风帽;

(4)带有旋转密封阀的持续排焦装置,有利于均匀排焦;处置后的高净化气体排入大气。

因此,干熄焦的环保指标优于湿熄焦。

(5)循环风机采纳变频调速,有利于更精准地调剂循环气体流量;

(6)二次除尘器采纳多管旋风除尘器,有利于提高循环气体除尘效率;

(7)设计有给水预热器对进入干熄炉的循环气体进一步冷却;

(8)完全燃烧循环气体中的H2和CO。

圆形旋转焦罐充分利用焦罐的容积,有利于焦炭在焦罐内的均匀散布,因此能够减轻焦罐的重量,从而降低提升机的功率,另外焦罐内衬材料的寿命还能够延长。

带有先进的“十”字形料钟的装入装置更有利于红焦在干熄炉内部的均匀散布,该装入装置与圆形旋转焦罐都有利于降低循环风量,从而降低循环风机的电耗。

带有气密性旋转密封阀的持续排焦装置,能够大大减少循环气体的泄漏;依照干熄炉预存段料位的高低,可通过振动给料器超级精准地操纵排焦量,因此能够将冷却后的焦炭定量、持续地排出;采纳变频调速的循环风机,循环气体流量也可较精准地调节。

持续精准的排焦量与精准的循环气体流量相结合更有利于稳固锅炉入口温度,稳固干熄焦锅炉的运行。

带有挡墙的一次除尘器可除去循环气体中的粗颗粒焦粉,保证进入锅炉的循环气体中焦粉浓度操纵在10~12g/m3,焦粉颗粒直径小于1mm,大大减少了对锅炉传热管造成的磨损。

一次除尘器底部有4根水冷套管用于冷却、排出焦粉。

出锅炉的循环气体通过先进的多管旋风除尘器,除去大部份细颗粒焦粉后,循环气体中焦粉的质量浓度可小于1g/m3,排除对循环风机的危害。

相关于多级旋风除尘器而言,多管旋风除尘器除尘成效更好,而且占地面积小,管材、钢结构耗用小,可降低建设本钱。

给水预热器从上至下依次为上壳体、上段、下段、下壳体,其中上段、下段为管壳式换热器。

循环气体经循环风机加压后从下壳体水平进人给水预热器,通过下段、上段管壳式换热器进行热互换,然后从给水预热器上壳体排出。

给水预热器有两方面的作用:

其一,进一步降低进干熄炉的循环气体的温度,可从循环风机出口的约180℃降到约130℃,从而提高了焦炭的冷却成效,降低循环气体流量;其二,进一步利用循环气体的热量,进而减少除氧器所用的蒸汽量。

采纳完全燃烧循环气体中的H2和CO方式的优势,一是多余的循环气体能够直接排放;二是可提高循环气体进锅炉的人口温度,提高锅炉的蒸汽产量;三是降低了循环气体对锅炉的侵蚀。

绿色经济和循环经济是尔后生产型企业治理的进展方向。

节能、环保是目前冶行业必需面对的两大课题。

干熄焦工艺具有能源回收利用、环境爱惜及改善焦炭质量等多项优势而被炼焦行业所推行。

m以上焦炉必需配备与之能力相适应的干熄焦装置。

4.干熄焦工艺对焦炭质量的阻碍

焦炭烧损率的研究

4.1.1应用气体成份测算干熄焦系统中碳的烧损

焦炭烧损的进程即为参与反映的碳元素被所导入空气中的氧元素所“带走”的进程,相应的焦炭的烧损率那么可明白得为固态的“碳”转化为气态的“碳”的速度。

因为系统中氧元素含量大体维持不变,可依照氧的物料平稳成立气体成份实时测算干熄焦烧损率的数学模型,假设为导入干熄焦系统中的氧=导出系统中的氧。

 

那么数学表达式为:

Q空气×21%=Q排烟×(O2++CO2+;

因焦炭中的氢含量极少,忽略不计后可简化为:

Q空气×21%=Q排烟×(O2++CO2);

那么:

Q排烟=Q空气×21%/(O2++CO2)(m3/h)

又因被氧所“带走”的碳即为系统中所烧损的焦炭:

&烧损=Q排烟×(CO+CO2)×12/(kg/h)

通过干熄炉系统质能平稳测试所得数据,计算取得烧损率修正系数K。

代入推导进程为:

&烧损=K×l2/×Q空气×21%×(CO+CO2)/1000×(O2++CO2)(t/h)

式中:

Q空气为实时空气导入流量,m3/h;Q排烟为实时排烟流量,m3/h;空气中氧含量为21%;O2、CO、CO2、H2O为循环气体成份浓度;&烧损为实时焦炭烧损率,t/h;碳的摩尔质量为12;气体摩尔体积为;K为干熄焦烧损率修正系数。

4.1.2用产汽率反推焦炭烧损率的统计方式

干熄焦系统运行无烧损是一种假设的理想状况,无烧损,那么干熄焦系统运行无气体排放,散热损失是唯一的热损失,因此干熄焦装置热平稳可用下式表示:

Qxr=Qq+Qsr

式中:

Qxr——回收的红焦显热量;

Qq——产生蒸汽所用的热量;

Qsr——系统散热损失的热量。

那么产汽率为:

式中:

Øq——产汽率,kg/t;

qxr——回收的红焦显热,kJ/t;

qsr——散热损失,kJ/t;

qzq——蒸汽焓,kJ/kg;

qgs——给水焓,kJ/kg。

回收红焦显热qxr:

qxr=1000kg(C1×t1-C2×t2)/t

式中:

tl——红焦温度1050℃;

C1——红焦比热查表得kg·℃;

t2——排焦温度200℃;

C2——冷焦比热查表得kg·℃。

将数据代入式:

散热损失qrs:

干熄焦系统的散热损失与其形式、环境温度、负荷有关。

宝钢与北科大联合对无水冷壁管锅炉的干熄焦系统进行测量计算,其系统散热损失见表1。

散热损失qsr与干熄焦负荷成反比,依如实测结果,干熄焦负荷增加10%,散热损失下降1%,干熄焦负荷通常在80%以上。

在烧损率统计时,依照长期分析统计数听说明。

系统散热损失能够取常数。

关于表l的数据。

取值155000kJ/t与实际散热损失最接近。

在分析单套干熄焦装置运行时,依照散热损失转变规律可作相应的修正。

蒸汽焓qzq:

干熄焦装置蒸汽参数为温度540℃,压力9MPa,查表得qzq=3489kJ/kg

给水焓qgs:

给水为104℃。

查表得qgs=435kJ/kg将数据代入式:

=388kg/t焦

干熄焦装置运行中循环气体通过干熄炉红焦层时要紧发生如下反映:

C+O2=CO2;

2C+O2=2CO;

CO2+C=2CO;

因此,焦炭烧损是不可幸免的,焦炭烧损的量(含焦炭残余挥发分)直接反映在产汽率上,用产汽率推算烧损率是最直接的,公式如下:

式中:

Ør——焦炭烧损率,%;

Gss——排出1t冷焦烧损的焦炭量,t/t焦。

排出1t冷焦烧损的焦炭量Gss用下式计算:

式中:

Øsj——实际产汽率,kg/t焦;

Øq——无烧损时产汽率,kg/t焦;

qzq——蒸汽焓,kJ/kg;

qgs——给水焓,kJ/kg;

qfs——焦炭燃烧热;

qrs——气体放散损失的热。

对上式取值。

1)实际产汽率Øsj,kg/t焦:

实际产汽率是变数,以取530为例;

无烧损时产汽率Øq,kg/t焦:

取前面计算所得值388;

3)蒸汽焓qzq,kJ/kg;给水焓qgs,kJ/kg:

取前述的查表值;

4)焦炭燃烧热,查表得qfs=×107kJ/t焦;

5)气体放散损失的热qrs,kJ/t焦:

关于气体放散损失的热量,依照干熄炉热平稳实测的数据。

气体放散损失的热量约占干熄炉出热的%~%,随干熄焦负荷转变,曲线近似抛物线,由于放散热量所占百分比很小,转变幅度也不大,能够取常数。

取干熄焦80%负荷时放散损失的热量,再考虑放散的气体中含CO为3%,取值10500kJ/t焦,这在日常统计中已足够准确。

将以上数据代入式:

=

=%

以上是通过产汽率统计、计算烧损率的方式。

4.1.3碳含量法测算焦炭烧损率

济钢150t干熄焦装置,按10000m3/h(正常生产平均值)空气导入量计算其对焦炭烧损率的阻碍。

空气中的氧气与红焦接触时,会发生化学反映,从而致使焦炭的烧损。

化学反映式如下:

C+O2=CO2;

C与O2的分子量的比值是12:

32,即每消耗32t氧气,需12t碳。

CO2+C=2CO;

CO2与C的分子量的比值是44:

12,即每消耗44t二氧化碳,需12t碳。

在150t干熄焦中。

目前空气导人量是10000m3/t(仪表自动显示数据),依照氧气在空气中占的比例和密度,计算出天天导入到干熄炉内的氧气为。

由于循环气体中氧含量一直维持在1%左右,而且合理操纵CO含量在3%~6%,CO2含量<15%,。

因此设定导入氧气全数与碳反映。

而CO2实际含量在%左右,其余均与碳反映产生CO。

那么天天碳消耗量为。

焦炭的灰分按%计算,那么天天焦炭烧损量为。

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